CN114909238B - 燃料低温重整装置及其分级控制方法和温度控制方法 - Google Patents

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CN114909238B CN202210549229.5A CN202210549229A CN114909238B CN 114909238 B CN114909238 B CN 114909238B CN 202210549229 A CN202210549229 A CN 202210549229A CN 114909238 B CN114909238 B CN 114909238B
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Abstract

本发明公开一种燃料低温重整装置及其分级控制方法和温度控制方法,所述燃料低温重整装置包括供油系统、柔性重整器系统、发动机系统、废气余热利用系统、传感器系统及控制系统;其中柔性重整器系统套设在发动机外周并与其外表面相接触,包括柔性重整器、多个第二进气控制阀和多个重整器排气阀,用于根据控制系统的指令调整重整气的重整程度以及将重整气流入发动机;所述柔性重整器呈中空的受轴向压力的压簧样式,其内具有重整器通道用于流通重整的气体,包括轴向设置且连通的多层重整器通道圈;多个第二进气控制阀设置在所述重整器通道圈的外壁上,各所述第二进气控制阀连通于第二空气泵,用于提供补充空气进入所述柔性重整器参与燃料重整。

Description

燃料低温重整装置及其分级控制方法和温度控制方法
技术领域
本发明属于内燃机燃烧优化领域,具体涉及一种燃料低温重整装置及其分级控制方法和温度控制方法。
背景技术
目前内燃机依旧在交通运输中占有绝对主导地位,传统内燃机的燃烧模式显然已经满足不了能源以及环境的要求。近些年,燃料重整这一新型燃烧方式逐渐应用在内燃机上,并且提高了发动机的热效率,降低了排放。燃料重整可以仅利用一种燃料实现双燃料燃烧重力的效果,也就是说将燃料重整成不同活性的特征再与新鲜燃料混合燃烧,实现混合器活性及浓度分层,从而改善发动机燃烧状态。CN102425509A公开的基于重整气的发动机燃烧优化及排气净化装置和方法是利用重整燃料和催化剂发生重整反应抽取重整器。CN106837619A公开的发动机联合外置重整器的低温燃料重整装置不使用催化剂,通过控制燃油与空气反应的边界条件,排出不同氧化阶段的部分中间产物或完全氧化产物,使其与空气混合再导入到发动机气缸中实现燃烧。
本发明是在CN106837619A基础上将发动机综合热利用与燃料重整相结合,采用新型重整器对燃料进行无催化剂的低温热重整,并根据发动机实时燃烧情况调整发动机进气比例,旨在进一步提高发动机热效率及降低排放。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足,提出一种燃料低温重整装置及其分级控制方法和温度控制方法。所述燃料低温重整装置采用余热加热稳压器与重整器,采用柔性材料紧贴在发动机表面吸收发动机散热,充分利用发动机的余热,并根据发动机实时燃烧情况调整发动机进气比例,旨在进一步提高发动机热效率及降低排放。
一种燃料低温重整装置,包括供油系统、柔性重整器系统、发动机系统、废气余热利用系统、传感器系统及控制系统;其中
供油系统,用于向所述柔性重整器系统供应空气和燃料的混合气,包括第一空气泵,第一进气控制阀,燃料泵,喷嘴和稳压器;
柔性重整器系统,套设在所述发动机外周,与发动机外表面相接触,其出气口连通于所述发动机的燃烧室,包括柔性重整器、多个第二进气控制阀和多个重整器排气阀,用于根据控制系统的指令调整重整气的重整程度以及将重整气流入发动机;所述柔性重整器呈中空的受轴向压力的压簧样式,其内具有重整器通道用于流通重整的气体,包括轴向设置且连通的多层重整器通道圈;
其中,多个第二进气控制阀设置在所述重整器通道圈的外壁上,各所述第二进气控制阀连通于第二空气泵,所述第二空气泵用于提供补充空气通过第二进气控制阀进入所述柔性重整器参与燃料重整;
其中,多个所述重整器排气阀设置在间隔的所述重整器通道圈的外壁上,且所述重整器排气阀在各重整器通道圈的位置相同,所述重整器排气阀用于将重整气流入发动机,与发动机喷油器中喷出的油混合,进行燃烧;
废气余热利用系统,连通发动机的排气口,用于利用发动机排出的废气的余热加热稳压器和所述柔性重整器;
传感器系统包括压力传感器、流量传感器和温度传感器,用于检测各部件的相关数值;
控制系统,用于根据传感器系统的数值分级控制重整过程,控制所述供油系统、柔性重整器系统和废气余热利用系统的各阀门,从而控制重整气的重整程度;以及根据温度传感器检测发动机温度,控制重整器排气阀和第二进气控制阀。
进一步的,所述柔性重整器的各层重整器通道圈沿发动机外周均匀分布,用于当受到外载荷时所述柔性重整器的通道圈收缩变形。
进一步的,所述废气余热利用系统包括发动机排气道,排气控制阀,第一余热管道,第二余热管道,废气排气道;发动机燃烧后的废气经发动机排气道输送至第一余热管道加热稳压器,再经排气控制阀后分为两路,一路流入废气排气道排出废气,另一路流入第二余热管道对围绕在所述发动机外壁的所述柔性重整气进行加热之后汇入废气排气道排出废气。
进一步的,第二余热管道紧贴至少部分柔性重整器的外壁设置,且所述第二余热管道采用柔性结构用于利用其管道内废气余热加热所述柔性重整器内的气体。
进一步的,所述控制系统还根据温度传感器检测发动机温度,控制重整器排气阀和第二进气控制阀。
进一步的,所述第一余热管道和第二余热管道采用柔性结构,所述第一余热管道紧贴所述稳压器,所述第二余热管道紧贴所述柔性重整器外壁。
还公开了一种利用燃料低温重整装置的重整过程分级控制方法,包括:
通过设置在发动机的喷油器处的流量传感器检测喷入发动机燃烧室的燃料流量,当流量小于预设的阈值A时,认为发动机处于低工况/小负荷,控制排气控制阀将发动机废气导入第二余热管道,使用废气辅助加热所述柔性重整器提高所述柔性重整器的温度,同时打开第一进气控制阀,关闭所有第二进气控制阀,降低重整器中的空气当量比,打开所有重整器排气阀,使重整气与发动机缸内直喷燃料相互作用,使发动机内燃烧更加充分;
当发动机的喷油器处的流量传感器检测的流量小于阈值B但大于等于阈值A时,认为发动机处于一般工况/中负荷,调整排气控制阀使发动机废气不流经第二余热管道而是直接通过废气排气道排出废气,同时关闭第一进气控制阀,比较发动机缸盖上的压力传感器检测的缸压与预设的压力阈值,调整第二进气控制阀和重整器排气阀,调整燃烧状态;
当发动机的喷油器处的流量传感器检测的流量大于等于阈值B时,认为发动机处于高工况/大负荷,调整排气控制阀使发动机废气不流经第二余热管道而是直接通过废气排气道排出废气,同时打开第一进气控制阀,打开全部第二进气控制阀,关闭所有重整器排气阀,降低重整气活性。
进一步的,所述阈值A为15mg,阈值B为40mg。
进一步的,所述“比较发动机缸盖上的压力传感器检测的缸压与预设的压力阈值,调整第二进气控制阀和重整器排气阀,调整燃烧状态”具体包括:
当检测的缸压低于压力阈值14MPa时,关闭最下方的第二进气控制阀,开启上方两个第二进气控制阀,同时打开全部重整器排气阀,提高重整气活性及发动机缸内混合器的均匀度;
当检测的缸压等于或高于压力阈值14MPa时,打开全部第二进气控制阀,关闭全部重整器排气阀,降低重整气的活性。
还公开了一种利用燃料低温重整装置的重整过程温度控制方法,包括:
设置在发动机缸盖上的温度传感器检测发动机温度;
当发动机温度低于预先设置的重整器低温限度时,打开全部重整器排气阀,关闭全部第二进气控制阀;
当发动机温度高于重整器低温限度且低于预先设置的重整器高温限度时,打开全部重整器排气阀,打开全部第二进气控制阀;
当发动机温度高于重整器高温限度时,关闭全部重整器排气阀,打开全部第二进气控制阀。
进一步的,所述重整器低温限度为500K,所述重整器高温限度为1800K。
与现有技术相比,本发明的技术方案所带来的有益效果是:
1.本发明基于柔性重整器,直接耦合发动机;柔性材料的使用使得重整器占据空间更小,也避免了刚性结构装配与运行时的碰撞;
2.本发明对发动机的产热利用更加充分,重整器直接利用发动机机体的散热,稳压器利用废气的余热,较大的提高了发动机的热效率;
3.本发明对于重整过程采用分级控制,通过控制重整器中的当量比,控制重整气的重整程度,对发动机缸内燃烧的调控更加灵活;
4.本发明不涉及昂贵设备,所用材料皆较为便宜,总体造价低,适用性较广。
附图说明
图1是本发明所述的燃料低温重整装置的结构示意图;
图2为本发明所述的燃料低温重整装置的流量传感器布置示意图;
图3为本发明所述的燃料低温重整装置的压力传感器布置示意图;
图4为本发明所述的燃料低温重整装置的温度传感器布置示意图;
图5为本发明所述的重整过程分级控制方法的流程图。其中,
1:第一空气泵 2:第一进气控制阀 3:燃料泵
4:喷嘴 5:稳压器 6:柔性重整器
7:发动机 8:重整器排气阀 9:第二进气控制阀
10:第二空气泵 11:流量计 12:重整气进气泵
13:发动机进气道 14:喷油器; 15:发动机排气道;
16:废气排气道; 17:第二余热管道;
18:排气控制阀; 19:第一余热管道;
P1:第一压力传感器 P2:第二压力传感器
L1:第一流量传感器 L2:第二流量传感器
L3:第三流量传感器 L4:第四流量传感器
L5:第五流量传感器 L6:第六流量传感器
T1:第一温度传感器 T2:第二温度传感器
T3:第三温度传感器 T4:第四温度传感器
T5:第五温度传感器 T6:第六温度传感器
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细描述,所描述的具体的实施例仅对本发明进行解释说明,并不用以限制本发明。
如图1所示,本发明是一种基于柔性结构的重整器联合发动机分层进气的燃料低温重整装置,包括供油系统、柔性重整器系统、发动机、废气余热利用系统、传感器系统及控制系统。所述供油系统包括第一空气泵1,第一进气控制阀2,燃料泵3,喷嘴4和稳压器5;所述稳压器5的进口分别连接第一空气泵1和燃料泵3,所述稳压器5的出口连通所述柔性重整器6的进气口。在所述供油系统中,空气和燃料在所述稳压器中进行混合,然后通过稳压器的出口进入柔性重整器6。
所述柔性重整器系统包括柔性重整器6,重整器排气阀8,第二进气控制阀9,第二空气泵10,流量计11;所述柔性重整器6套设在所述发动机7外周,并与发动机7外表面相接触,所述柔性重整器6呈中空的受轴向压力的压簧样式,其内具有重整器通道用于流通重整的气体,包括轴向设置且连通的多层重整器通道圈,且所述各层重整器通道圈沿发动机外周均匀分布,用于当受到外载荷时所述柔性重整器的通道圈收缩变形。之所以设置所述柔性重整器6与发动机7外表面相接触,是为了直接利用发动机机体的余热,当然也可以与发动机距离一定的距离。
所述柔性重整器6的进气口连通所述稳压器5的出口用于流入燃料混合气,且位于所述柔性重整器6底部,所述柔性重整器6的出气口通过重整气管道连通发动机进气道13用于向发动机提供重整气,且位于所述柔性重整器6的顶部。所述重整气管道上设置一流量计11 和重整气进气泵12,重整气经所述流量计11后进入重整气进气泵12,之后重整气管道与发动机进气道13汇合后连接发动机燃烧室,使重整气进入发动机。
三个第二进气控制阀9设置在间隔的所述重整器通道圈的外壁上,且第二进气控制阀9 在各重整器通道圈的位置相同,这样设置可使重整器内气体混合均匀。各所述第二进气控制阀9连通于所述第二空气泵10,所述第二空气泵10用于提供补充空气通过第二进气控制阀 9进入所述柔性重整器6参与燃料重整。
作为本实施例的进一步优化,三个所述重整器排气阀8设置在间隔的所述重整器通道圈的外壁上,且所述重整器排气阀8在各重整器通道圈的位置相同,所述重整器排气阀8用于将重整气流入发动机,与发动机喷油器14中喷出的油混合,进行燃烧。
所述废气余热利用系统包括发动机排气道15,排气控制阀18,第一余热管道19,第二余热管道17,废气排气道16。发动机7燃烧后的废气经发动机排气道15输送至第一余热管道19加热稳压器5,再经排气控制阀18后分为两路,一路流入废气排气道16排出废气,另一路流入第二余热管道17对围绕在所述发动机7外壁的重整气管道进行加热之后汇入废气排气道16排出废气。
传感器系统包括压力传感器P1,P2、流量传感器L1,L2,L3,L4,L5,L6和温度传感器T1, T2,T3,T4,T5,T6。其中,如图3所示,第一压力传感器P1设置在发动机缸盖上,第二压力传感器P2设置在流量计11附近;如图2所示,第一流量传感器L1设置在所述第一进气控制阀2的位置,用于检测空气进气流量;第二流量传感器L2设置在所述喷嘴4的位置,用于检测喷入的燃料流量;多个第三流量传感器L3设置在各所述重整器排气阀8的位置,用于检测重整气的流量;多个第四流量传感器L4设置在各所述第二进气控制阀9的位置,用于检测第二空气泵10流入的补充空气的流量;第五流量传感器L5设置在流量计11的位置,用于检测流向发动机的重整气流量;以及第六流量传感器L6设置在发动机的喷油器14 的位置,用于检测喷油器喷入发动机燃烧室的燃料流量。如图4所示,第一温度传感器T1 设置在稳压器5的出口用于检测燃料混合气的温度;多个第二温度传感器T2设置在各所述重整器排气阀8的位置,用于检测重整气的温度;第三温度传感器T3设置在流量计11的位置,用于检测流向发动机的重整气温度;第四温度传感器T4设置在发动机缸盖上用于检测发动机温度,第五温度传感器T5设置在发动机排气道15的位置,用于检测排气道内废气温度,第六温度传感器T6设置在排气控制阀18的位置,用于检测废气温度。各温度传感器检测各部件的温度略有差异,但大体相差不超过10度,因此当第四温度传感器检测到发动机内温度处于低温限度时,其余温度传感器检测的温度也处于低温限度范围内,因此分级控制方法只以发动机缸盖上的第四温度传感器T4检测的温度作为判断依据。相似的,各流量传感器和压力传感器的原理也相同,在此不再赘述。
作为本实施例的进一步优化,第二余热管道17紧贴至少部分柔性重整器6的外壁设置,且所述第二余热管道17也采用柔性结构用于利用其管道内废气余热加热所述柔性重整器6 内的气体。
所述控制系统通过控制重整器中的当量比,控制重整气的重整程度,对发动机缸内燃烧的调控更加灵活,如图5所示,具体的重整过程分级控制方法包括如下步骤:
通过发动机的ECU监测发动机喷油量,所述控制系统判断发动机的状态;
1.当发动机处于低工况/小负荷时(即当缸压小于8Mpa,温度小于500K):发动机喷油器14中的第六流量传感器L6检测喷入发动机燃烧室的燃料流量,当流量小于15mg时,说明发动机喷油较少,发动机温度较低,无法完成重整,此时控制排气控制阀18,将发动机废气导入第二余热管道17,使用废气辅助加热重整器提高所述柔性重整器6的温度,同时打开第一进气控制阀2,关闭三个第二进气控制阀9,降低重整器中的当量比,形成高温高活性的重整气,打开重整器排气阀8,使发动机喷油与高活性的重整气形成均匀的混合气,因为高活性自由基物质点火滞燃期短,与工作缸缸内直喷燃料相互作用,保证了在低速小负荷条件下燃烧的稳定性,优化了缸内的燃烧情况;
2.当发动机处于一般工况/中负荷时(即缸压为8到20Mpa,温度500-1800K):发动机喷油器14中的第六流量传感器L6检测喷入发动机燃烧室的燃料流量,当15mg≤流量<40mg 时,即喷油量适中,此时发动机温度正常足以完成重整,调整排气控制阀18使发动机废气不流经第二余热管道17而是直接通过废气排气道16排出废气,同时关闭第一进气控制阀2,打开第二进气控制阀9;比较第一压力传感器P1检测的缸压与预设的压力阈值,调整三个第二进气阀9与重整器排气阀8如下操作以满足燃烧需求:
2.1当第一传感器P1检测缸压低于压力阈值14MPa,关闭最下方的第二进气控制阀9,开启上方两个第二进气控制阀9,同时打开重整器排气阀8,提高重整气活性的同时提高发动机缸内混合气的均匀度,优化燃烧;
2.2当第一传感器P1检测缸压高于压力阈值,打开第二进气控制阀9,关闭重整器排气阀8,降低重整气的活性,调整燃烧状态;
3.当发动机处于高工况/大负荷时(即缸压大于20Mpa,温度大于1800K):发动机喷油器14中的第六流量传感器L6检测喷入发动机燃烧室的燃料流量,当流量(即喷油量)≥40mg 时,此时发动机内燃烧较为剧烈,需要降低燃烧的排放。此时调整排气控制阀18使发动机废气不流经第二余热管道17而是直接通过废气排气道16排出废气,同时打开第一进气控制阀 2,打开第二进气控制阀9,关闭所有重整器排气阀8,提高重整气的重整程度,使燃料在所述柔性重整器中氧化较多部分,整体作为废气进入发动机内控制缸内燃烧,降低重整气的活性。随着重整气活性的降低,混合气着火滞燃期延长,降低了燃烧放热,使燃烧更加清洁高效。
其中,图1在发动机燃烧室部分示出剖面图,是为了显示发动机活塞的位置,多个重整器排气阀8与活塞下行位置相关,当活塞下行到当前重整器排气阀8所对应的位置时,打开当前重整器排气阀8,随着活塞下午,逐渐打开相应位置的重整器排气阀8,直至活塞下行到下止点时打开全部重整器排气阀8。
所述控制系统通过基于温度传感器对所述柔性重整器的温度调控,包括如下步骤:
设置在发动机缸盖上的第四温度传感器T4检测发动机温度,并做如下操作:
1.当发动机温度低于重整器低温限度500K时,打开重整器排气阀8,关闭所有第二进气控制阀9;
2.当发动机温度高于低温限度500K且低于重整器高温限度1800K时,打开重整器排气阀8,打开第二进气控制阀9;
3.当发动机温度高于高温限度1800K时,关闭重整器排气阀8,打开第二进气控制阀9。
综上,本发明提出的是利用柔性重整器的重整系统根据发动机实际工况条件产生不同氧化阶段的低温重整产物,并且该重整系统不外加催化剂。本发明与其他相应燃料重整技术方案的不同点在于1.柔性重整器对发动机余热的利用更加充分;2.多种传感器联合控制重整过程。燃料经重整后产物活性可控,得到多种重整产物,从而仅采用单一燃料实现活性与浓度分层控制的高效清洁燃烧模式,实现了燃烧反应路径的可调控制。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,并不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可以作出很多形式,这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种燃料低温重整装置,包括供油系统、柔性重整器系统、发动机系统、废气余热利用系统、传感器系统及控制系统;
供油系统,用于向所述柔性重整器系统供应空气和燃料的混合气,包括第一空气泵(1),第一进气控制阀(2),燃料泵(3),喷嘴(4)和稳压器(5);传感器系统包括压力传感器(P1,P2)、流量传感器(L1,L2,L3,L4,L5,L6)和温度传感器(T1,T2,T3,T4,T5,T6),用于检测各部件的相关数值;
其特征在于,
柔性重整器系统,套设在所述发动机(7)外周,与发动机外表面相接触,其出气口连通于所述发动机的进气道,包括柔性重整器(6)、多个第二进气控制阀(9)和多个重整器排气阀(8),用于根据控制系统的指令调整重整气的重整程度以及将重整气流入发动机;所述柔性重整器(6)呈中空的受轴向压力的压簧样式,其内具有重整器通道用于流通重整的气体,包括轴向设置且连通的多层重整器通道圈;
其中,多个第二进气控制阀(9)设置在所述重整器通道圈的外壁上,各所述第二进气控制阀(9)连通于第二空气泵(10),所述第二空气泵(10)用于提供补充空气通过第二进气控制阀(9)进入所述柔性重整器(6)参与燃料重整;
其中,多个所述重整器排气阀(8)设置在间隔的所述重整器通道圈的外壁上,且所述重整器排气阀(8)在各重整器通道圈的位置相同,所述重整器排气阀(8)用于将重整气流入发动机,与发动机喷油器(14)中喷出的油混合,进行燃烧;
废气余热利用系统,连通发动机的排气口,用于利用发动机排出的废气的余热加热稳压器(5)和所述柔性重整器(6);
控制系统,用于根据传感器系统的数值分级控制重整过程,控制所述供油系统、柔性重整器系统和废气余热利用系统的各阀门,从而控制重整气的重整程度;以及根据温度传感器检测发动机温度,控制重整器排气阀(8)和第二进气控制阀(9)。
2.根据权利要求1所述的燃料低温重整装置,其特征在于,所述柔性重整器(6)的各层重整器通道圈沿发动机外周均匀分布。
3.根据权利要求1所述的燃料低温重整装置,其特征在于,所述废气余热利用系统包括发动机排气道(15),排气控制阀(18),第一余热管道(19),第二余热管道(17),废气排气道(16);发动机(7)燃烧后的废气经发动机排气道(15)输送至第一余热管道(19)加热稳压器(5),再经排气控制阀(18)后分为两路,一路流入废气排气道(16)排出废气,另一路流入第二余热管道(17)对围绕在所述发动机(7)外壁的所述柔性重整器(6)进行加热之后汇入废气排气道(16)排出废气。
4.根据权利要求3所述的燃料低温重整装置,其特征在于,第二余热管道(17)紧贴至少部分柔性重整器(6)的外壁设置,且所述第二余热管道(17)采用柔性结构用于利用其管道内废气余热加热所述柔性重整器(6)内的气体。
5.利用如权利要求3所述的燃料低温重整装置的重整过程分级控制方法,包括:
通过设置在发动机的喷油器(14)处的流量传感器检测喷入发动机燃烧室的燃料流量,当流量小于预设的阈值A时,认为发动机处于低工况/小负荷,控制排气控制阀(18)将发动机废气导入第二余热管道(17),使用废气辅助加热所述柔性重整器(6)提高所述柔性重整器(6)的温度,同时打开第一进气控制阀(2),关闭所有第二进气控制阀(9),降低重整器中的空气当量比,打开所有重整器排气阀(8),使重整气与发动机缸内直喷燃料相互作用,使发动机内燃烧更加充分;
当发动机的喷油器(14)处的流量传感器检测的流量小于阈值B但大于等于阈值A时,认为发动机处于一般工况/中负荷,调整排气控制阀(18)使发动机废气不流经第二余热管道(17)而是直接通过废气排气道(16)排出废气,同时关闭第一进气控制阀(2),比较发动机缸盖上的压力传感器检测的缸压与预设的压力阈值,调整第二进气控制阀和重整器排气阀,调整燃烧状态;
当发动机的喷油器(14)处的流量传感器检测的流量大于等于阈值B时,认为发动机处于高工况/大负荷,调整排气控制阀(18)使发动机废气不流经第二余热管道(17)而是直接通过废气排气道(16)排出废气,同时打开第一进气控制阀(2),打开全部第二进气控制阀(9),关闭所有重整器排气阀(8),降低重整气活性。
6.根据权利要求5所述的重整过程分级控制方法,其特征在于,所述阈值A为15mg,阈值B为40mg。
7.根据权利要求6所述的重整过程分级控制方法,其特征在于,所述比较发动机缸盖上的压力传感器检测的缸压与预设的压力阈值,调整第二进气控制阀和重整器排气阀,调整燃烧状态,具体包括:
当检测的缸压低于压力阈值14MPa时,关闭最下方的第二进气控制阀(9),开启上方两个第二进气控制阀(9),同时打开全部重整器排气阀(8),提高重整气活性及发动机缸内混合器的均匀度;
当检测的缸压等于或高于压力阈值14MPa时,打开全部第二进气控制阀(9),关闭全部重整器排气阀(8),降低重整气的活性。
8.利用如权利要求1所述的燃料低温重整装置的重整过程温度控制方法,包括:
设置在发动机缸盖上的温度传感器检测发动机温度;
当发动机温度低于预先设置的重整器低温限度时,打开全部重整器排气阀(8),关闭全部第二进气控制阀(9);
当发动机温度高于重整器低温限度且低于预先设置的重整器高温限度时,打开全部重整器排气阀(8),打开全部第二进气控制阀(9);
当发动机温度高于重整器高温限度时,关闭全部重整器排气阀(8),打开全部第二进气控制阀(9)。
9.根据权利要求8所述的重整过程温度控制方法,其特征在于,所述重整器低温限度为500K,所述重整器高温限度为1800K。
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JP2001234818A (ja) * 2000-02-23 2001-08-31 Nissan Motor Co Ltd 燃料改質装置付き内燃機関
US8245671B2 (en) * 2010-04-08 2012-08-21 Ford Global Technologies, Llc Operating an engine with reformate
CN102425509B (zh) * 2011-12-14 2013-09-11 北京工业大学 一种基于重整气的发动机燃烧优化及排气净化的装置及方法
CN106837619B (zh) * 2017-01-06 2018-07-31 天津大学 基于发动机联合外置重整器的低温燃料重整装置
CN206647189U (zh) * 2017-03-14 2017-11-17 天津大学 一种利用发动机废气余热低温重整燃料的装置
CN109179322B (zh) * 2018-11-09 2023-11-10 沈阳航空航天大学 一种利用发动机尾气热量制取富氢气体的在线甲醇重整器
CN111677602B (zh) * 2020-05-14 2021-11-02 天津大学 一种预防热氧化结焦问题的车载废气柴油重整器

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